3月25日下午冲量在线联合创始人&CTO陈浩栋受邀参与由隐私计算联盟(PPCA)、中国通信标准化协会大数据技术标准推进委员会(CCSA TC601)联合召开的“可信硬件在隐私计算中的应用沙龙”,并分享题为《TEE技术在数据流通中的应用》的演讲,与杭州锘崴、蚂蚁科技、华为等业内专家从技术、产业、应用和行业发展等多个角度深入研讨可信硬件在隐私计算中的应用现状和展望。
会上陈浩栋主要从可信执行环境TEE技术概况、基于TEE的数据流通解决方案以及TEE应用案例三部分介绍了冲量在线在可信执行环境方向的理解和实践。
以下选取技术概况介绍:
数据的隐私性是数据作为生产要素所独有的特点,在《数据安全法》、《网络安全法》和《个人信息保护法》三法联动推进下,中国数据市场迎来了安全合规发展阶段,如何保证数据跨域组网的安全性、保证数据跨域流通的隐私性,以及如何合规实现数据价值最大化,“数”尽其用,也是各垂直行业在使用、交易数据过程中需要重点考虑的因素。
1、隐私数据的安全问题,需要保证数据可用不可见。
2、多个参与方在数据协作任务过程中,要保证全流程的可信。
3、AI联合建模,挖掘多方数据价值。
4、无缝对接大数据处理平台,低门槛使用。
5、跨域安全组网和部署的灵活性。
隐私计算是为解决数据流通的安全问题而生的技术,其包含三种技术路径多方安全计算、联邦学习、可信执行环境(TEE),其中可信执行环境是唯一可以兼并隐私安全和性能优势的技术。
可信执行环境是计算平台上由软硬件方法构建的一个安全区域,支持在安全区域内部加载的代码和数据在机密性和完整性方面得到保护。可信执行环境目标是确保一个任务按照预期执行,保证运行过程数据的机密性以及运行代码的一致性。可信执行环境在硬件方面已经变得相当普及,当下全球头部的计算芯片公司都已经大规模商用了TEE架构方案,包括Intel SGX、TrustZone、AMD SEV。依托于信创浪潮,国产化芯片厂商在TEE方向上也开始发力,目前支持TEE芯片的厂商海光、鲲鹏、飞腾都已经在量产的芯片里提供了自主可控的TEE实现。
如果将可信计算以及可信执行环境的硬件创新按照时间轴的样式来标注,可以明显看到TEE加速发展的态势。除TrustZone之外,现在使用的各种TEE方案基本都是2010年甚至是2015年以后出现的。短短的六七年时间,提出TEE的主流的芯片厂商已经发布了至少两代甚至三代的TEE核心架构大版本升级。国产主流的芯片厂商也在2019年前后开始参与TEE的实现和创新。在3月24日Nvidia发布了全球首个GPU架构内的TEE方案。这些里程碑不仅从侧面反映出TEE技术越来越被市场接受,同时也表明市场也在持续给TEE硬件和软件带来源源不断的需求。
TEE技术原本设计就是面向通用计算,所以在软件生态上发展也非常快。包括SDK、LibOS、服务框架、应用层软件全球都有优质的开源项目正在快速迭代。既从低到高覆盖了TEE技术栈的各个层面,也提高了TEE实际开发的友好度。
在计算特性上,可信执行环境具有以下优势:
高性能:相比安全多方计算、同态加密等密码学技术,可信硬件具有明显的性能优势。研究表明,基于可信硬件的安全计算技术的性能损失在10%以内。
通用性:在目前的时点上,各类企业和单位的人工智能建模平台都已经完成了建设,已经训练完的成熟的模型和算法可以经过少量改造成为支持TEE的模型和算法,可以复用现有的模型和算法,提高开发和部署效率。
可验证性:密码学技术普遍无法有效实现计算结果的可验证性,而可信硬件保证了计算过程中的完整性不受破坏。
在安全保护上,可信硬件提供以下安全能力:
强安全隔离:借助芯片级的隔离机制,为高安全性的代码提供独立的隔离空间,可以在物理环境和整个操作系统环境受控的前提下保护关键数据资产和关键计算过程的机密性、完整性。
硬件信任根和可信度量:数据安全共享的一个重要前提是度量和验证计算机的安全状态,可信度量过程依赖硬件提供的信任根,可以有效防御物理攻击等安全威胁。
远程认证:数据协同计算和外包计算等场景要求能够验证远程计算机系统的安全状态,在验证者无法接触目标计算机的前提下,必须借助可信硬件提供可信的报告和远程认证。
计算数据强制销毁:TEE是基于内存的可信执行环境,数据在TEE内完成计算后,原始数据会强制销毁,不会泄漏到TEE外部。
冲量在线作为业内首个基于可信执行环境推出端到端国产化隐私计算一体机的厂商,始终以可信执行环境技术为基础底座,采用多元技术融合的方式,将联邦学习、多方安全计算、区块链等技术相结合,弥补现有隐私计算技术手段为了保证数据的安全性,而牺牲原有系统性能的问题,降低了对原有系统的性能损耗,未来冲量在线将持续依托可信执行环境的基础能力,不断完善数据流通安全的解决方案,为隐私计算技术在金融、政务、运营商等领域的生产实践提供攻坚力量!